XRCC4M/miR-9在维持肝癌干细胞特性中的作用及相关机制研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a major malignant tumor endangering the human health seriously. Our previous studies have shown that the mutation of DNA repair gene XRCC4 (XRCC4M) develops the tumorigenesis of HCC, however, the corresponding mechanism is unclear. Through the prepare experiment, we found that the XRCC4M significantly down-regulated microRNA-9 (miR-9) expression in liver cancer cells and correlated with the phenotypes of liver cancer stem cells; whereas ataxin 3 (AT3) might play important role in this modification process. Based on aforementioned knowledge, the following experiments will be planned in this project: (1) deeply investigating the regulation relationship among XRCC4M, miR-9, and AT3; (2) clearing the role of this regulation mechanism in the maintaining characters of liver cancer stem cells; and (3) investigating and analyzing the clinic significance of XRCC4M/miR-9/AT3 signal pathway for the early warning, the early diagnosis, and the prognostic analysis of HCC. These researches would first elaborate the regulation mechanism of XRCC4M/miR-9/AT3 signal pathway and their role in the maintaining characters of liver cancer stem cells. This might help for us not only to elucidate the clinic significance of liver stem cells in the carcinogenesis of HCC and the corresponding molecular mechanism, but to provide new experimental data about HCC prevention and treatment.

肝癌是一种严重危害国民健康的重大高发恶性肿瘤，课题组的前期研究发现DNA修复基因XRCC4 基因突变体(XRCC4M)促进肝癌的发生发展，但机制不清楚。本项目的预实验发现XRCC4M 明显下调肝癌细胞内小分子miR-9 的表达水平，并影响肝癌肿瘤干细胞表型，Ataxin 3(AT3)在以上过程中起重要作用，因此，本课题将以此为线索开展以下研究工作：深入解析XRCC4M/miR-9/AT3之间的信号调控关系，明确该调节机制在维持肝癌干细胞特性中的重要作用，并研究与分析它们在肝癌患者早期预警、早期诊断、和判断预后中的临床意义。以上研究将首次阐述XRCC4M/miR-9/AT3通路的调控机制以及该通路在维持肝癌干细胞特性中的作用，有助于进一步阐明肝癌干细胞在肝癌的发生和发展中的意义及分子机制，为肝癌的防治供新的重要的科学支持。

基于课题组的前期研究发现——XRCC4M促进肝癌的发生，提出本立项项目的科学问题：XRCC4M通过下调miR-9 导致AT3 异常表达，进而在肝癌干细胞表型的维持中起作用，并影响肝癌侵袭进展过程。为了解决以上科学问题，我们采用分子流行病学、临床病理学、细胞生物学等方法在如下四个方面进行了深入的研究与分析：XRCC4M与miR-9 之间是否存在调控关系及其对肝癌干细胞特性有何调控作用；XRCC4M/miR-9调控肝癌干细胞特性的分子机制是什么，也分析了AT3在XRCC4M/miR-9中的桥梁作用与机制；这种调控机制是否具有临床应用价值。通过研究，达到了如下目的：建立了规范化的肝癌临床样本库；明确了miR-9在XRCC4M-XRCC4表达中的调控作用以及这种作用对肝癌干性特征的影响；明确了AT3在XRCC4M/miR-9调控肝癌感性特征中的作用及必要性；明确了XRCC4M/miR-9/AT3通路促进肝癌干性特征的维持，并影响肝癌的临床病理特征和预后；也获得了与本项目后续研究密切相关的新的研究线索。取得了重要的理论成果：miR-9促使XRCC4M表达下调降低XRCC4功能而促进肝癌细胞具有更高的增殖能力和迁移能力，增加耐药性和克隆形成能力，有助于干性特征的维持。这种作用的核心环节是AT3。这对阐明XRCC4M在肝癌发病及预后中的地位具有重大科学价值，对进一步阐明肝癌干性特征的维持提供了有价值的解释，也对指导肝癌的预防，为肝癌的生物治疗提供了新的理论依据，因而产生广泛的社会效益和经济效益。.针对以上所解决的科学问题涉及到的相关内容共在国外出版论文 20 篇，其中SCI收录18篇，出版专著2部，获得国家科技进步奖二等奖1项和省部级科技进步一等奖2项；培养研究生 2 名，超额完成了项目最初所提出的预期目标。